防震建筑

美国地震工程师说,建筑物如竖立于特殊的钢球轴承上,就能在大地震之后保存下来。当地面震动时,钢球产生运动并变形,吸收地震的能量,使上面的建筑物得以保持稳定。美国加利福尼亚大学伯克利分校地震工程研究中心的维克多·萨耶斯和纳维因·阿明于1993年5月上旬宣布了他们在实验室用轴承进行试验的结果。由轴承所支持的模拟建筑物在强达里氏计8级的200次模拟震动下安然无恙,而未受保持的模拟建筑物则在三次小的模拟震动后即遭严重损坏。钢制轴承置于凹形钢碗中。球体支持建筑物的重量,但在发生地震时,凹形碗能在钢球下自     

事件树分析法评估建筑物地震灾害风险

建筑物地震事件树分析图的绘制,通常以场地地震最大加速度为条件,建筑物场地的地震动为初始事件,以无震害、场地破坏、震动震害、火灾及其蔓延等损失震害形态为环节事件,并按照震害发生与波及的顺序排列环节事件。示例研究表明,随着场地地震动强度的增大,环节事件的震害程度增大,地震灾害风险变大,增大无震害的概率,减小有震害环节事件的概率是城市建筑物地震风险评估的重要研究方向。利用事件树分析法探讨了设定工厂仓库的地震震害模型、损失程度评价、地震损伤度曲线图和地震灾害风险评估。分析表明,产生仓库地震灾害风险的主要因素是支架翻倒和仓库建筑物倒塌,为此提出了相应的改进措施。     

地震环境下不同重要性建筑的抗震设防水准

针对我国进行建筑物重要性分类时没有考虑地震环境影响的现实,采用地震危险性分析的方法将我国划分为地震危险性不同的3个区.同时,在采用调整设计基准期来标定建筑的重要性类别的基础上,利用地震动参数的危险性曲线,分析了不同重要性建筑在不同危险性特征分区内、不同设防概率水准(常遇、偶遇、罕遇地震)下的地震动参数(设防烈度、地震影响系数和地震地面运动加速度)的取值,最终证实调整结构的设计基准期并考虑地震环境的影响是标定结构的重要性从而调整设防等级的一种好方法.     

基于动力弹塑性时程分析和实测地面运动的地震破坏力速报系统

地震后准确快速地评估建筑物的破坏情况对抗震救灾有着重要意义。本文基于动力弹塑性时程分析和实测地面运动记录,提出了一套近实时的地震破坏力分析评价方法并开发了相应的系统。该方法通过地震台站获取发震地区实测地面运动记录,将实测地面运动记录输入到典型单体建筑的有限元模型和发震区域典型的建筑群模型中,对其进行动力弹塑性时程分析,根据分析结果评价该次地震对典型单体建筑和目标区域建筑的破坏情况。本文所提出的方法在多次地震中得到应用,主要结论如下:(1)本文建议的方法基于实测地面运动记录,能较好地解决地震输入的不确定性问题;(2)该方法基于动力弹塑性时程分析,可以充分考虑地震动的幅值、频谱和持时特征以及不同建筑物的刚度、强度和变形特征;(3)本文建议的方法对典型单体建筑物和目标区域进行分析,可以评价地震对典型建筑物和目标区域建筑群的破坏能力;(4)本文所建议的近实时地震破坏力评价方法及相应的地震破坏力速报系统,在地震发生后短时间内给出地震破坏力评估结果,为科学制定抗震救灾决策和普及公众防灾减灾知识提供了有力手段。     

基于RBF神经网络模型的砂土液化震陷预估法

以我国海城地震、唐山地震和日本新漏地震中建筑物地基的液化震陷实测资料为基础,地震动方面选取地震烈度,,上部结构特征方面选取基底压力P、基础类型r、宽深比BD。和建筑物的长高比L/H,地基土方面选取土的相对密度Dr、上覆非液化土层厚度Da、地下水位dw,共8个影响建筑物地基震陷的主要因素作为神经网络模型的输入参数,地基震陷量与液化土层的深度之比SD作为神经网络模型的输出,采用径向基函数神经网络模型建立建筑物地基的液化震陷预估模型,并利用该模型建立了因素影响趋势线,通过对该神经网络模型的建立、运行和检验,得到了各因素对砂土液化引起的地基震陷量大小的若干影响规律。     

再现实际地震振动,为抗震工程学和防震作出贡献——日本实大三维地震动破裂实验设施正式启动

地震、海啸、火山喷发等大规模自然灾害发生前以及发生后,实施适当的防灾对策和采用先进的防灾技术将有助于人类的自我保护。日本建设并启动实大三维震动破裂实验设施——世界最大级震动台,将对再现构造物在地震时的破坏实态、预测破坏以及防止破坏技术的研究发挥积极作用。本文对此作简要介绍。     

土工建筑物地震永久滑移变形计算方法研究进展评述

在地震动作用下,土石坝等土工建筑物与地基将产生不可恢复的瞬时失稳滑移或永久变形。从国内外发展现状及所取得的主要研究进展和近期发展动向等角度,对土工建筑物地震永久滑移变形的各种简化计算方法进行了系统的综述和总结,进而对各种分析方法及其适用条件进行了评述,最后对今后关于这一专题所应开展的研究提出了建议。     

地震下超高层建筑非连续性坍塌模拟及特征研究

为了了解超高层建筑在地震作用下的非连续坍塌特征,以基于颗粒流理论的PFC3D作为模拟平台,模拟了某市内一拟建超高层建筑在地震作用下的坍塌过程。按照建筑物为核心筒-框架结构,且具有两变阶的特点构建模型,并分别施加了加速度a=0.2 g,0.3 g,0.4 g的正弦地震波,震动时间为9s,模拟时间为90 s。模拟结果表明:在a=0.2 g时,建筑物最终结构完整,符合7度抗震设计要求;a=0.3 g,0.4 g时,建筑物最终完全坍塌,其过程为:首先从核心筒中与震动方向相同的剪力墙开始破坏,然后是垂直震动方向的剪力墙折断,上部核心筒在整体完整情况下再次折断,下部框架分离,整体建筑垂直坍塌;a=0.4 g时的坍塌速度大约是a=0.3 g时坍塌速度的2倍。最后针对坍塌过程特征,提出了抗震构造措施。     

日本核电站安全神话被打破

2007年7月16日,日本新泻发生了6.8级强烈地震。本次地震震源深度约为17公里,震中位于北纬37.5度、东经138.6度的新泻县上中越海底。本次地震是日本自1995年神户地震以来最严重的一次。地震导致新泻县柏崎市300余幢建筑物倒塌,公路和桥梁变形损坏,沿着海岸线的地面出现了     

基于修正随机有限断层法的沉积盆地地震动模拟∗

基于随机有限断层法理论框架,采用间接边界元方法求解沉积盆地地震动放大效应,以此修正场地放大因子,发展了一种可考虑盆地效应的修正随机有限断层法。基于该方法,模拟了 2021 年 2 月 13 日日本 M_W7.1 海域地震中日本关东盆地地震反应,并与常规随机有限断层法及实测地震记录进行了对比。结果表明：与常规随机有限断层法相比,采用修正随机有限断层法模拟盆地地震动表现出更显著的空间变异性,盆地边缘地震动峰值加速度较常规方法放大了 6.24 倍,与实测地震记录吻合度更高;区域地震动峰值加速度空间分布整体特征与实测地震记录基本一致;相较于不考虑场地影响下的结果盆地内部分台站长周期下的谱加速度值扩大了近 5 倍,表明深厚沉积盆地在长周期范围内的场地放大更加明显。     

断层错动和地震动共同作用下跨断层隧道的损伤分析∗

大量的历史实例表明,跨断层隧道在地震中会受到严重的破坏。因此,跨断层隧道在断层错动作用下的破坏机理被广泛研究。然而,对在地震现象中占比最高的构造地震而言,断层错动和地震动是形影相随的,将两者分开考虑存在局限性。文章采用三维有限元模型模拟并量化了断层错动单独作用、地震动单独作用和断层错动-地震动共同作用三种加载方式下隧道结构的损伤情况,结合耗散能指标对断层错动和地震动共同作用对跨断层隧道的影响展开了分析。结果表明,在发生断层错动时,地震动对隧道的影响是不可忽略的,在分析中考虑地震动是必要的;断层错动和地震动共同作用时,由于累积损伤,地震动造成的破坏比地震动单独作用时明显加剧。     

企事业单位的震害预测

本文给出了企事业单位的震害预测方法。其特点是:与当地地震危险性分析和场地地震动参数相结合;把结构的整体动力计算与薄弱部位抗震构件验算和普查结果相结合;把建筑物的震害预测与震害调查和试验研究结果相结合。     

输水隧道在行波激励下的三维地震反应分析

随着大规模调水工程的建设,穿越软土地区的浅埋输水隧道的抗震性能的重要性愈加突出,这就涉及到地震动的输入问题。而对于空间尺度很大的大型输水隧道,地震动输入的空间变化特性即多点输入对输水隧道的地震响应产生重要的影响。所以在考虑了衬砌-水体-围岩的相互作用的同时,还考虑了地震波有限波速传播所引起的行波效应及不同地震动激励方向对三维输水隧道的地震动的影响。结果表明:与地震动一致输入相比,行波效应将对输水隧道的地震响应产生不利的影响。     

瑞昌地震后鄱阳湖口地区的设计地震动参数校核研究

2005年11月26日在江西九江、瑞昌间发生了5.7级地震,震中烈度达7度强。瑞昌地震后,开展了对鄱阳湖口地区重大工程设计地震动参数的校核研究,分析了瑞昌地震后区域地震背景变化和地震震后活动趋势,对发震构造进行了综合判定,划分出了瑞昌潜在震源区,并针对该地区某大型桥梁进行了地震危险性分析和设计地震动工程参数的校核计算。结果表明,瑞昌地震是近场区外的中强地震,对鄱阳湖口地区设计地震动工程参数影响很小。本文的工作为破坏性地震震后重大工程设计地震动参数的校核工作提供了范例。     

核电厂扩建工程设计地震动参数校核研究(英文)

核电工程从预可行性研究到正式施工设计,往往有一个很长的周期。以秦山核电二期工程建设项目为例,地震动参数确定是在十多年前完成的,因此其设计地震动参数的校核工作应当在吸收这十多年来我国在活动构造识别、地震活动的不均匀性处理、地震区带划分、潜在震源区的识别和参数确定、地震动衰减等方面的最新研究成果的基础上进行。研究结果表明,新增的地震地质资料进一步补充了原工作报告对地震地质研究的结论,地震的活动特征则没有发生根本变化;工作区内破坏性地震的平均震源深度约为12 km,与全国平均震源深度(约为15 km)有差别。在对工作区地震地质、地震活动背景最新研究的基础上,考虑本地区有代表性的不同潜在震源区的划分方案,分别采用对应的地震动参数衰减关系进行地震危险性概率分析计算,校核后综合确定秦山核电二期扩建工程厂址的极限安全地震动SL-2为0.15 g,这与1990年的结论一致。本文提出的核电扩建工程地震动参数校核工作的技术路线,可供类似的重大工程地震动参数校核参考。     

基于数值统计的浅埋地下结构地震动强度指标与抗震性能水平划分研究∗

现阶段地下结构易损性分析还处于初步研究阶段,以单层双跨的日本大开车站为原型,建立了土与单层地下结构动力相互作用的有限元模型。首先根据地震动的频率,选取地震动;再采用增量动力时程分析方法（IDA）,给出了地下结构地震损伤状态的判定与定量划分方法,最后挑选出合适的地震强度指标（IM）。分析结果表明,基于 PGA（地表峰值加速度）/PGV（地表峰值速度）分类的地震动记录在 IDA 曲线上表现出显著的差异,地震动选取的合理性以及随机性是地下结构地震易损性曲线客观性的重要保证;峰值地面加速度（PGA）与场地土层顶底峰值相对位移（PSSRD）均可作为该类浅埋矩形地下结构地震易损性分析的有效且合适的地震动强度指标。基于场地的非线性地震反应特征,对于深埋地下结构的地震动强度指标还有待进一步研究。     

基于集成学习的结构地震动响应预测方法研究∗

为获取建筑结构在地震过程中的位移响应,解决结构主动控制中的时滞问题,使用集成学习方法预测结构位移响应。提出了一套适用于结构地震动响应预测的集成学习模型,使用不同的神经网络和损失函数组合作为基学习器,在此基础上使用全连接网络构建二级学习器,得到最终预测模型。模型使用双向地震动加速度和结构位移响应作为输入,预测短期的结构位移响应;结构位移响应可实现多步预测,进行动态化输出。将该框架应用于某钢框架结构,进行数值实验,结果表明,集成后的模型预测结果要优于单一模型的预测结果,所有模型都表现出预测误差随着预测时间的增加而增加的规律。模型的预测随着地震过程在同步进行,当模型预测值第一次达到某一阈值时,则将预测结果反馈到主动控制系统中,提前进行结构振动控制,而不必等待位移传感器采集到真实的响应数据,从而减小甚至避免主动控制中时滞问题的影响。     

提倡“灾害文化”理念

1982年3月21日11时32分在日本北海道浦河镇近海发生了7.1级地震。这次地震造成的破坏大部分在日高地区,特别是中部的浦河镇等地,浦河镇烈度为Ⅳ度;离震中约100公里的扎幌、石狩等地也有一些破坏。这是日高地区二次大战后遭到的第3次大的地震袭击,其震动     

汶川地震远场地震动特征及其对长周期结构影响的分析

汶川8.0级大地震中,中国数字强震动台网获得了大量的数字强震动记录,这些记录特别是远场记录具有丰富的长周期地震动分量。本文根据东南强震动中心获取的区域数字强震动记录,分析汶川8.0级地震的远场地震动特征,研究了基岩场地及深厚软弱场地的长周期地震动及其差异;根据长周期结构的特点,选取建于深厚软弱场地上的江苏A050强震台的超长地震记录进行结构地震反应分析,研究汶川8.0级地震对远场长周期结构的影响,并结合实际震害特点,提出了长周期结构抗震及地震安全对策中一些值得注意和思考的问题。     

编制全国地震动参数区划图 全面提高抗御地震破坏能力

正我国地震活动频度高、强度大、分布广、灾害重。有地震记载以来,我国大多数省份都发生过6级以上地震,60%以上省份发生过7级以上地震。20世纪以来,全球因地震灾害死亡人数约占全球因自然灾害死亡人数的1/2。地震灾害致人伤亡的主要原因是各类建筑物的倒塌,而减轻地震灾害人员伤亡的最有效手段是房屋建筑进行科学合理的抗震设防和风险管理。按照《中华人民共和国防震减灾法》要求,全国地震动参数区划图(以下简称全国地